建筑材料 第二章 气硬性胶凝材料

水玻璃的硬化
液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定 型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：
Na2O•nSiO2+ CO2+mH2O＝Na2CO3 + nSiO2•mH20
为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入 12%~15%的促硬剂氟硅酸钠。
水玻璃的性质
1.粘结力强 2.耐酸性好 3. 耐热性好
α型
高强石膏 可溶性石膏 不溶性石膏
高温煅烧石膏
在常温下不存在
二水石膏
CaSO4·2H2O
170～360℃ 加热、脱水
400～750℃ 800℃
在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。
二、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4·0.5H2O + 1.5 H2O = CaSO4·2H2O
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
石灰的硬化
• Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提 高强度。 • Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的 强度逐渐提高。
石灰的品种
• 按石灰中的氧化镁含量的高低分 钙质石灰 生石灰 镁质石灰 MgO＞5% • 按成品的加工方法分 块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。 MgO≤5%
第二章 气硬性胶凝材料
四川建筑职业技术学院 材料教研室
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结 硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整 体的材料。
胶凝材料的分类
气硬性胶凝材料
如：石灰、石 膏、水玻璃等
无机胶凝材料 胶凝材料 有机胶凝材料
水硬性胶凝材料
通称为 “水 泥”
生石灰的熟化
熟化的过程 生石灰+水 熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 （ ） CaO + H2O == Ca（OH）2 + 64.83kj （ ）
熟化的方式
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰—— 熟石灰膏
熟化过程的特点
放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。
熟化过程的注意事项
• 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害； • 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
建筑石膏+水
浆
体
凝
结
硬
化
建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程； 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶 体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行， 结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
三、建筑石膏的等级与技术性质
一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但 吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧 化镁。
菱苦土的应用
生产木屑地板、木丝板、刨花板等。 菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量木材。 只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸性介质侵蚀的部 位。
本章小结
胶凝材料的定义和分类； 石灰、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃都是气硬性胶凝材 料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。
石
灰
一、石灰的生产
原材料
生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产 品。主要成分为CaCO3。
生产工艺——煅烧
900℃
生石灰
CaCO3 == CaO + CO2 MgCO3== MgO + CO2
石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧 程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。
700℃
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
配制石灰砂浆和石灰乳； wk.baidu.com制三合土和灰土； 制作碳化石灰板； 生产硅酸盐制品； 生产无熟料水泥。
四、石灰的储存
生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。 作到“随到随化”。 不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和 混合运输。 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火 石灰对建筑物产生的危害。
二、水玻璃的应用
涂刷或浸渍材料； 加固地基； 修补裂缝、堵漏； 配制耐酸砂浆和耐酸混凝土； 配制耐热砂浆和耐热混凝土。
§2－4 镁质胶凝材料
镁质胶凝材料——菱苦土
菱苦土的生产
镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。 煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。
菱苦土的水化硬化
§2－2
石
膏
一、石膏胶凝材料的生产
石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压 力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。 在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如 下所示： 107～170℃ β型 建筑石膏 CaSO4·0.5H2O
加热、脱水 蒸压锅 125℃ 0.13MPa
CaSO4·0.5H2O CaSO4 Ⅲ CaSO4 Ⅱ CaSO4 Ⅰ
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结 硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石 膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。
水硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空 气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或 发展其强度。通称为“水泥”。
§2－1
四、建筑石膏的技术性质
表观密度小，强度较低； 凝结硬化快； 孔隙率大，热导率小； 凝结时体积产生微膨胀； 吸湿性强，耐水性差； 具有较好的防火性能。
五、建筑石膏的应用
室内抹灰与粉刷 生产建筑石膏制品 生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中
§2－3
水玻璃
一、水玻璃的硬化和性质
水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化 硅结合而成。是一种能够溶解于水的硅酸盐材料。
三、石灰的技术性质
石灰的质量等级
建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按 有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合 格品三个等级。具体指标见教材。
石灰的特性
1.可塑性好； 2.生石灰吸湿性强，保水性好； 3.凝结硬化慢、强度低 ； 4.硬化后体积收缩大，易开裂； 5.耐水性差 。
四、石灰的应用
（1）石灰品种很多，各种石灰产品都统称石灰。石灰的强度很低， 主要来源于Ca（OH）2的结晶和碳化。利用石灰的特性可将其 用于拌制砂浆、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸盐 制品等。 （2）石膏的品种很多，不同品种的石膏，其生产条件不同，且性 能及应用各异。建筑石膏是建筑工程中应用最多的一种石膏产 品，建筑石膏凝结硬化速度很快，其技术性质要求主要表现在 强度、细度、凝结时间三方面，利用它的特性可用于建筑室内 抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。 （3）简单了解镁质胶凝材料和水玻璃的特点与用途。
建筑石膏的质量等级
建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划 分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标 见下表：
技术指标名称 强 度 强度≥ 恪强度≥ 细度
0.2mm
优等品 2.5 4.9 ≤ 5.0
凝
一等品 2.1 3.9 10.0
6min， 凝
合格品 1.8 2.9 15.0
30min
凝结时间